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JP2887350B2 - 希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number
JP2887350B2
JP2887350B2 JP3498790A JP3498790A JP2887350B2 JP 2887350 B2 JP2887350 B2 JP 2887350B2 JP 3498790 A JP3498790 A JP 3498790A JP 3498790 A JP3498790 A JP 3498790A JP 2887350 B2 JP2887350 B2 JP 2887350B2
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JP
Japan
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fuel injection
lean
internal combustion
combustion engine
correction coefficient
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Expired - Lifetime
Application number
JP3498790A
Other languages
English (en)
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JPH03242442A (ja
Inventor
潔 八木
博文 山崎
啓介 塚本
俊夫 高岡
隆雄 福間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP3498790A priority Critical patent/JP2887350B2/ja
Priority to DE69104885T priority patent/DE69104885T2/de
Priority to EP91102107A priority patent/EP0451462B1/en
Publication of JPH03242442A publication Critical patent/JPH03242442A/ja
Priority to US07/921,961 priority patent/US5190008A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 燃費を改善する希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装
置に関し、 ドライバビリティの改善を目的とし、 内燃機関に供給する混合気の空燃比を理論空燃比より希
薄な領域で制御する希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御
装置において、スロットル開度が所定値を越えた領域で
は、エンジン回転数とスロットル開度の関係からマップ
計算される補正係数を用いて燃料噴射量を補正するよう
構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃費を改善する希薄燃焼式内燃機関の燃料
噴射制御装置に関する。
内燃機関(エンジン)で燃焼する混合気を理論空燃比
より希薄にする希薄燃焼(リーンバーン)システムは、
燃料の消費を節約しながら希望速度での走行を可能にす
る。燃料噴射制御装置は、基本噴射量に各種の補正係数
を乗じて実際の燃料噴射量を決定するが、希薄燃焼シス
テムでは空燃比を希薄にする補正係数を使用して燃料噴
射量を制御する。
〔従来の技術〕
電子式の燃料噴射装置はインジェクタから噴射する燃
料の量を、間欠的な燃料噴射時間の長さで制御する。こ
のとき希薄燃焼システムでは排気管内に設置されたリー
ンセンサ(リーンミクスチャセンサ)を用いて空燃比を
リーン側で制御して燃費を改善する。(特開昭62-19994
3号公報参照) 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の希薄燃焼システムの空燃比は、回転数NEと負圧
PMからマップ計算される補正係数KAFを用いて補正され
る。この補正係数KAFは基本噴射量(時間)への乗算項
とした場合、1.0(理論空燃比)以下の範囲内に設定さ
れている。そして、リーンセンサ出力(電流)がその時
のKAFより求まる目標リーンセンサ出力と一致するよう
にフィードバック制御用の補正係数FAFを調整して燃料
を増減する。
ところで、第5図のようにスロットル開度TAを全閉か
らIDL(アイドルSW)ON→一定値x°→VL(パワーSW)O
N→全開へと変化させた場合、TA<x°では負圧PMがTA
に対応して変化するためトルクの変化も追従するが、TA
>x°になると負圧PMがさほど変化しなくなるためトル
クの変化も望めなくなる。この状態でドライバに加速意
志があると更にアクセルを踏み込むため、やがてVL(パ
ワーSW)がONになる、VL ONになると強制的に燃料が増
量されるためトルクは増加するが、この変化が急激であ
るためショックが発生する。
この様なトルク変化の不規則性は、補正係数KAFのパ
ラメータに負圧PMを用いている点に起因する。つまり、
TA>x°ではPMがTAの変化(加速意志)を制御系に伝達
しなくなるからである。
本発明は、空燃比補正のパラメータにスロットル開度
TAを導入することで、希薄燃焼システムのドライバビリ
ティを改善しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、内燃機関に供給する混合気の空燃比を理論
空燃比より希薄な領域で制御する希薄燃焼式内燃機関の
燃料噴射制御装置において、スロットル開度が所定値以
下の領域では、エンジン回転数と吸気管内負圧の関係か
らマップ計算される補正係数を用いて燃料噴射量を補正
し、スロットル開度が所定値を越えた領域では、エンジ
ン回転数とスロットル開度の関係からマップ計算される
補正係数を用いて燃料噴射量を補正することを特徴とす
るものであり、また前記燃料噴射制御装置において、エ
ンジン回転数と吸気管内負圧の関係からマップ計算され
る補正係数と、エンジン回転数とスロットル開度の関係
からマップ計算される補正係数とを比較し、補正係数の
大きい方を用いて燃料噴射量を補正することを特徴とす
るものである。
〔作用〕
第1図は本発明の補正係数KAFTAの特性図である。こ
の特性曲線はエンジン回転数NEをパラメータとして複数
本描かれるが、いずれも図示のようにスロットル開度TA
の増加につれて増加する特性を有する。このような特性
曲線を実験により複数本集めてマップ化しておくと、各
時点のNEとTAから最適なKAFTAを求めることができる。
このKAFTAを無条件で従来のKAFの代りに使用すること
もできるが、TA=x°を境にKAFとKAFTAを使い分ける
か、常にKAFとKAFTAを読み、そのうち値の大きい方を選
択して使用するようにしてもよい。いずれにしてもKAFT
Aを使用するとスロットル開度TAのほぼ全域で燃料噴射
量が補正されるためトルクの変化も滑らかになり、ドラ
イバビリティが改善される。
〔実施例〕
第4図は電子式燃料噴射方式の希薄燃焼システムで、
スロットルバルブを通過した空気は吸気管を通してエン
ジンに流入する。このときインジェクタ(INJ)から噴
出された燃料が霧化して流入空気中に混入し、所望空燃
比の混合気となる。この混合気の空燃比は排気管内に設
置されたリーンセンサ(リーンミクスチャセンサ)によ
り検出される。電子制御ユニット(ECU)はマイクロコ
ンピュータを使用し、水温センサから得られるエンジン
冷却水温、圧力センサから得られる吸気管内負圧PM、ス
ロットルセンサから得られるスロット開度TA、E/G(エ
ンジン)回転数NE、スタータ状態、車速等を入力として
噴射制御、点火制御、無負荷回転制御等を行う。噴射制
御はインジェクタ(INJ)の開弁時間の制御であり、ま
た点火制御はイグナイタ、lG(イグニッション)コイ
ル、ディストリビュータを通しての点火プラグ(図示せ
ず)の点火時期制御である。
第2図(a)(b)は本発明の2つの実施例を示すフ
ローチャートである。同図(a)は第1の実施例で、そ
のステップS1は回転数NEと負圧PMをパラメータとして従
来の補正係数KAFをマップ計算する処理である。これに
対し、次のステップS2は回転数NEとスロットル開度TAを
パラメータとして本発明の補正係数KAFTAをマップ計算
する処理である。このようにして2種類の補正係数KAF,
KAFTAが計算されたらステップS3で両者を比較し、ステ
ップS4,S5で値の大きい方を制御用のメモリKAFMに記憶
する。
以下にKAFとKAFTAのマップ例を示す。但し、KAFにつ
いてはフィードバック制御時の値である。
燃料噴射量の計算は下式による。
噴射量=基本噴射量*KAFM*他の補正係数 上式のKAFMは第2図(a)の例では KAFM=max{KAF,KAFTA} であるが、同図(b)の第2の実施例のように最初のス
テップS6でTA>x°という判断をしてからステップS1ま
たはS2でKAF計算かKAFTA計算の一方だけを行うようにし
てもよい。ここで、両者の値の内、大きい方を用いる理
由について述べる。補正係数KAFに関しては、そのとき
のリーン限界付近に空燃比がなるように設定してあり、
その空燃比となるようにフィードバック制御を実行す
る。ところが、制御がオープンループとなったときに
は、そのような空燃比で制御することが困難となるの
で、オープンループ時の補正係数KAFはフィードバック
時の値より大きな値としてある。それに対して、スロッ
トル開度がx°以上の領域では補正係数KAFTAによって
設定される空燃比とリーン限界との間には余裕があるの
で、補正係数KAFTAはフィードバック時とオープンルー
プ時とでは同じ値となっている。
このように補正係数KAFは、運転状態によってさまざ
まに変化する。よって、スロットル開度がx°における
補正係数KAFと補正係数KAFTAとの大小関係も運転状態に
よって変化するので、単に、スロットル開度がX°と成
った時点で補正係数を切り換えるのでは空燃比の段差が
発生してドラビリが悪化する問題がある。それを防止す
るために、本実施例では上述のような構成をとってい
る。この例では同図(a)のステップS3の代りにステッ
プS6を導入しているため、ステップS1の次はステップS5
を、またステップS2の次はステップS4を実行して終了す
る。但し、オープンループ時はKAFはKAF+αになる。
第2図(a)(b)の改良例として、KAFとKAFTAの切
換えを安定させるために、一定のヒステリシスを持たせ
てもよい。尚、スロットル開度TAの一定値x°は回転数
NEによって異なるため、TA<x°でKAFTA<KAFとなるよ
うに設定しておくとよい。
第3図は空燃比とトルクの特性図で、(KAFTA)は補
正係数KAFTAを用いた本発明の特性曲線、(KAF)は補正
係数KAFを用いた従来の特性曲線である。
本発明の補正係数KAFTAは第1図のようにスロットル
開度TAが増加するにつれ増大するので、第3図のトルク
(KAFTA)はTA>x°においても増加できる。しかも、V
L ONの直前までに充分にトルクが上昇しているので、VL
ONとなってもショックは殆んど発生しない。
TA>x°において空燃比(KAFTA)はスロットル開度T
Aに反比例して減少し、理論空燃比(14.5)に近づく、
そして、VL ONになると空燃比12.5程度のリッチ状態に
なり、トルクの大きなパワーモードになる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、希薄燃焼システム
でもスロットル開度に応じてトルクを変化させることが
でき、またパワーモードへの移行時のショックも軽減で
きるので、全体としてドライバビリティを改善できる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の補正係数の特性図、 第2図は本発明の実施例を示すフローチャート、 第3図は本発明の動作特性図、 第4図は希薄燃焼システムの構成図、 第5図は従来の動作特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 啓介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 高岡 俊夫 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 福間 隆雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−167134(JP,A) 特開 昭58−59328(JP,A) 特開 平3−944(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/04 330 F02D 41/14 310

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関に供給する混合気の空燃比を理論
    空燃比より希薄な領域で制御する希薄燃焼式内燃機関の
    燃料噴射制御装置において、 スロットル開度(TA)が所定値(x°)以下の領域で
    は、エンジン回転数(NE)と吸気管内負圧(PM)の関係
    からマップ計算される補正係数(KAF)を用いて燃料噴
    射量を補正し、スロットル開度(TA)が所定値(x°)
    を越えた領域では、エンジン回転数(NE)とスロットル
    開度(TA)の関係からマップ計算される補正係数(KAFT
    A)を用いて燃料噴射量を補正することを特徴とする希
    薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】内燃機関に供給する混合気の空燃比を理論
    空燃比より希薄な領域で制御する希薄燃焼式内燃機関の
    燃料噴射制御装置において、 エンジン回転数(NE)と吸気管内負圧(PM)の関係から
    マップ計算される補正係数(KAF)と、エンジン回転数
    (NE)とスロットル開度(TA)の関係からマップ計算さ
    れる補正係数(KAFTA)とを比較し、補正係数の大きい
    方を用いて燃料噴射量を補正することを特徴とする希薄
    燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】エンジン回転数(NE)と吸気管内負圧(P
    M)の関係からマップ計算される補正係数(KAF)と、エ
    ンジン回転数(NE)とスロットル開度(TA)の関係から
    マップ計算される補正係数(KAFTA)との切換に一定の
    ヒステリシスを持たせたことを特徴とする請求項1、2
    に記載の希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項4】スロットル開度(TA)が所定値(x°)以
    下の領域では、エンジン回転数(NE)とスロットル開度
    (TA)の関係からマップ計算される補正係数(KAFTA)
    を、エンジン回転数(NE)と吸気管内負圧(PM)の関係
    からマップ計算される補正係数(KAF)よりも小さく設
    定しておくことを特徴とする請求項1、2に記載の希薄
    燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置。
JP3498790A 1990-02-15 1990-02-15 希薄燃焼式内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JP2887350B2 (ja)

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DE69104885T DE69104885T2 (de) 1990-02-15 1991-02-14 Brennkraftmaschine mit Verbrennung eines mageren Gemisches.
EP91102107A EP0451462B1 (en) 1990-02-15 1991-02-14 Lean burn internal combustion engine
US07/921,961 US5190008A (en) 1990-02-15 1992-08-04 Lean burn internal combustion engine

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JP2867778B2 (ja) * 1992-02-14 1999-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
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